CN101702041A - 彩色滤光片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及平板显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示器的彩色滤光片及其制造方法。所述彩色滤光片包括基板、遮光区域、彩色膜层和保护层。所述保护层中包括导电材料，并所述保护层作为所述彩色滤光片的公共电极使用，进而省去了现有技术中的透明导电层，降低了彩色滤光片的生产成本，提高了彩色滤光片的生产效率。此外，本发明还提供一种彩色滤光片的制造方法。

Description

彩色滤光片及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种平板显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示器的彩色滤光片及其制造方法。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)由于具有如体积小、功耗低、无辐射等优点，使其逐步替代传统的CRT(Cathode Ray Tube，简称CRT)显示器，成为目前人们选择平板显示器件的优先选择。近年来，液晶显示器取得了飞速发展，不论是屏幕尺寸，还是显示质量，都取得了很大进步。

随着液晶显示器的需求日益增加，许多厂商也加入到生产液晶显示器的大军中来。面对有限的市场，各厂商之间的竞争也日趋激烈。各厂商在提升产品性能的同时，也在努力降低生产液晶显示器的成本，以取得优势竞争地位。

液晶显示器通常包括彩色滤光片和阵列基板，其中彩色滤光片是实现液晶显示器彩色显示的重要元件，且其在整个液晶显示器的生产成本中所占的比重相当大。因此，提高彩色滤光片的质量以及降低彩色滤光片的制造成本，成为各大厂商相互竞争取得优势的主要方向。

现有的彩色滤光片结构一般包括玻璃基板、黑矩阵、彩色膜层、保护层以及透明导电层。其中，黑矩阵通过涂胶、曝光、显影工艺形成于玻璃基板上，并所述黑矩阵在玻璃基板上形成格状图案；所述的彩色膜层亦通过涂胶、曝光、显影工艺形成于上述玻璃基板上，且所述彩色膜层填充于所述黑矩阵形成的所述格状图案的格子内。实际生产过程中，为了确保所述彩色滤光片不至于出现漏光现象，所述黑矩阵和所述彩色膜层会有部分重叠。进而，在该重叠部分形成膜厚高的区域，造成彩色滤光片表面的平整度不佳，出现膜厚不均匀的现象，同时也会影响后续工艺中的摩擦取向，进而影响液晶显示器的显示效果。

因此，需要在彩色滤光片中制作一层保护层，该保护层通过涂布工艺形成于上述黑矩阵和彩色膜层之上，以保证所述彩色滤光片表面的平整度并保护所述黑矩阵和彩色膜层。所述透明导电层通过磁控溅射方式形成于所述保护层之上，用于与阵列基板中的像素电极对应。

然而，现有的彩色滤光片不仅需要设置保护层，而且也需要设置透明电极层。而所述保护层和所述透明电极层又需要通过复杂的工艺形成于上述黑矩阵和彩色膜层之上，增加了所述彩色滤光片的制造成本，不利于降低液晶显示器的材料成本。同时，所述透明导电层需要通过专业的磁控溅射设备形成于所述的保护层之上，所述磁控溅射设备和所述磁控溅射靶材的价格非常高，进而进一步地增加了所述彩色滤光片的生产成本，不利于提高生产厂商的竞争力。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制造工艺简单、成本较低的彩色滤光片。

此外，本发明还有必要提供一种制造工艺简单且生产效率高的彩色滤光片的制造方法。

一种彩色滤光片，包括基板、遮光区域、彩色膜层和保护层。所述保护层中包括导电材料，并所述保护层作为所述彩色滤光片的公共电极使用。

本发明所述的彩色滤光片中，所述遮光区域形成于所述基板上，并在所述基板上形成多个第一间隔区域；所述彩色膜层形成于所述第一间隔区域所在的基板上，所述保护层形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

本发明所述的彩色滤光片中，所述彩色膜层形成于所述基板上，所述彩色膜层包括多种彩色图案，所述多种彩色图案之间具有部分重叠，该重叠部分形成所述遮光区域；所述保护层形成于所述彩色膜层和所述遮光区域上。

本发明所述的彩色滤光片中，所述保护层通过涂布工艺形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

本发明所述的彩色滤光片中，所述保护层还包括保护材料，所述导电材料至少包括具有导电功能的纳米材料或透明导电氧化物粉末之一，其通过溶剂分散工艺与所述保护材料混合。

一种彩色滤光片的制造方法，包括如下步骤：提供一形成有彩色膜层和遮光区域的基板；在所述彩色膜层和遮光区域上形成一包括导电材料的保护层。

本发明所述的彩色滤光片的制造方法中，所述遮光区域形成于所述基板上，并在所述基板上形成多个第一间隔区域；所述彩色膜层形成于所述第一间隔区域所在的基板上，所述保护层形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

本发明所述的彩色滤光片的制造方法中，所述彩色膜层形成于所述基板上，所述彩色膜层包括多种彩色图案，所述多种彩色图案之间具有部分重叠，该重叠部分形成所述遮光区域；所述保护层形成于所述彩色膜层和所述遮光区域上。

本发明所述的彩色滤光片的制造方法中，所述保护层通过涂布工艺形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

本发明所述的彩色滤光片的制造方法中，所述保护层还包括保护材料，所述导电材料至少包括具有导电功能的纳米材料或透明导电氧化物粉末之一，其通过溶剂分散工艺与所述保护材料混合。

在本发明提供的彩色滤光片及其制造方法中，通过在保护层中加入导电材料，减少了现有技术中彩色滤光片中的透明导电层，节省了现有制作技术中透明导电层的工艺，进而不需要提供专业的制作设备以及原材料，在降低彩色滤光片的生产成本的同时，也提高了彩色滤光片的生产效率。另外，本发明提供的彩色滤光片及其制造方法还可以通过彩色膜层的各种图案相互叠加来形成遮光区域，进而避免使用专门的材料制作遮光区域，节省了原材料以及制作工艺，可进一步地提高生产效率和降低生产成本。

因此，本发明提供的彩色滤光片及其制造方法便于简化彩色滤光片的生产工艺，有效降低彩色滤光片的生产成本，同时可提高彩色滤光片的生产效率，有利于提升生产厂商的竞争力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明提供的彩色滤光片的示意图。

图2A至图2C为第一较佳实施方式的彩色滤光片的制造流程示意图。

图3A至图3C为第二较佳实施方式的彩色滤光片的制造流程示意图。

图4A至图4B为第三较佳实施方式的彩色滤光片的制造流程示意图。

图5为第一较佳实施方式的彩色滤光片的制造方法流程示意图。

图6为第二较佳实施方式的彩色滤光片的制造方法流程示意图。

图7为第三较佳实施方式的彩色滤光片的制造方法流程示意图。

具体实施方式

为了克服现有技术中的彩色滤光片生产成本高的问题，本发明通过在保护层中加入导电材料，省去制作透明导电层的工艺。进而，不需要制作所述透明导电层需要的专业设备，以及制作所述透明导电层需要的原材料，有利于节省成本。同时，制造所述彩色滤光片的工艺方法中省去了制作所述透明导电层的工艺，节省了生产单块彩色滤光片所需要的时间，有利于提高彩色滤光片的生产效率。因此，本发明提供的彩色滤光片及其制造方法可有效节省生产成本，同时可提高生产效率。

以下结合说明书附图对本发明提供的彩色滤光片及其制造方法进行详细说明。

请参阅说明书附图1，其为一较佳实施方式的彩色滤光片的示意图。所述彩色滤光片100包括基板110、遮光区域120、彩色膜层130以及保护层(图中未示出)。所述遮光区域120和所述彩色膜层130均形成于所述基板110上。所述遮光区域120用于遮挡所述液晶显示器的背光源(图中未示出)发出的光线，所述彩色膜层130用于实现所述液晶显示器的彩色显示。所述保护层形成于所述遮光图案120和所述彩色膜层130之上，以使所述彩色滤光片100的平整度更佳，并保护所述遮光区域120和所述彩色膜层130。

请同时参阅说明书附图2A至2C，其为第一较佳实施方式的彩色滤光片的制造流程示意图。在图2A中，其示意在提供的一基板110上形成遮光图案120。所述基板110包括玻璃基板或树脂基板。所述遮光图案110在本实施方式中为黑色矩阵，该黑色矩阵的材料可以是但不限于黑色树脂、金属铬或氧化铬、或上述各材料的混合物。所述黑色矩阵在所述基板110上定义出多个第一间隔区域140。所述多个第一间隔区域140可以是但不限于多边形或圆形。

在图2B中，其示意在形成了遮光图案120的基板110上形成彩色膜层130。所述彩色膜层130形成于所述多个第一间隔区域140所在的基板110上，且所述彩色膜层130有部分叠于所述遮光图案120上，使所述基板110完全被所述遮光图案120和所述彩色膜层130所覆盖，避免出现漏光现象，影响液晶显示器的显示品质。所述彩色膜层130可包括但不限于多个第一彩色图案131、多个第二彩色图案133、多个第三彩色图案135。所述多个第一彩色图案131、多个第二彩色图案133以及多个第三彩色图案135分别形成于上述第一间隔区域140内。在所述遮光图案120为上述黑色矩阵时，所述黑色矩阵定义的多个第一间隔区域140亦呈矩阵排列，所述多个第一彩色图案131可以形成于同一行或同一列第一间隔区域140内，类似地，所述多个第二彩色图案133以及所述多个第三彩色图案135也可形成于同一行或同一列的第一间隔区域140内，且每一行或每一列所述第一彩色图案131、第二彩色图案133、第三彩色图案135之间依次间隔分布。在本实施方式中，第一彩色图案131为红色树脂，第二彩色图案133为绿色树脂，第三彩色图案135为蓝色树脂。

在图2C中，其示意在遮光图案120和彩色膜层130之上形成保护层150。所述保护层150包括导电材料和保护材料，其形成于所述遮光图案120和彩色膜层130之上后，即可使所述彩色滤光片100的平整度更佳，并保护所述遮光区域120和所述彩色膜层130。同时由于包括导电材料可充当公共电极，进而取代现有技术中的ITO(Indium Tin Oxide)导电层，以节省制作ITO导电层的工序，同时节省ITO导电层所需要的原材料，以及制作所述ITO导电层所需要的专业设备，降低彩色滤光片的制造成本。

所述保护材料可以是但不限于丙烯酸树脂。所述导电材料可以是具有导电功能的纳米材料如纳米银或纳米铜，也可以是透明导电氧化物粉末如氧化锌或氧化铟锡等。所述导电材料通过溶剂分散工艺与保护材料混合，并通过涂布工艺形成于所述彩色膜层130和所述遮光区域120之上。在其它实施方式中，所述保护层150还可以包括光刻材料，所述光刻材料便于通过光刻工艺使所述保护层150形成图案。

请同时参阅说明书附图3A至3C，其为第二较佳实施方式的彩色滤光片的制造流程示意图。在图3A中，其示意在提供的一基板110上形成彩色膜层130。所述彩色膜层130在所述基板110上定义出多个第二间隔区域170。所述彩色膜层130的多个第一彩色图案131、多个第二彩色图案133以及多个第三彩色图案135可以但不限于呈矩阵方式设置于所述基板110上，且所述多个第一彩色图案131隔着所述第二间隔区域170成行或成列形成于所述基板110上，类似地，所述多个第二彩色图案133以及所述多个第三彩色图案135亦隔着所述第二间隔区域170成行或成列形成于所述基板110上。所述成行或成列的第一彩色图案131、第二彩色图案133、第三彩色图案135依次隔着所述第二间隔区域170排列。

在图3B中，其示意在形成了所述彩色膜层130的基板110上形成遮光图案120。所述遮光图案120形成于所述彩色膜层130定义的第二间隔区域170所在的所述基板110上，且所述遮光图案120有部分叠于所述彩色膜层130之上，使所述基板110完全被所述彩色膜层130和所述遮光图案120覆盖，防止漏光现象产生，影响液晶显示器的显示品质。所述遮光图案120的材料可以是但不限于黑色树脂、金属铬或氧化铬、或上述各材料的混合物。

在图3C中，其示意在所述彩色膜层130和所述遮光图案120上形成保护层150。所述保护层150包括导电材料和保护材料，其形成于所述遮光图案120和彩色膜层130之上后，即可使所述彩色滤光片100的平整度更佳，并保护所述遮光区域120和所述彩色膜层130。同时由于包括导电材料可充当公共电极，进而取代现有技术中的ITO(Indium Tin Oxide)导电层，以节省制作ITO导电层的工序，同时节省ITO导电层所需要的原材料，以及制作所述ITO导电层所需要的专业设备，降低彩色滤光片的制造成本。

所述保护材料可以是但不限于丙烯酸树脂。所述导电材料可以是具有导电功能的纳米材料如纳米银或纳米铜，也可以是透明导电氧化物粉末如氧化锌或氧化铟锡等。所述导电材料通过溶剂分散工艺与保护材料混合，并通过涂布工艺形成于所述彩色膜层130和所述遮光区域120之上。在其它实施方式中，所述保护层150还可以包括光刻材料，所述光刻材料便于通过光刻工艺使所述保护层150形成图案。

请同时参阅说明书附图4A至4B，其为第三较佳实施方式的彩色滤光片的制造流程示意图。在图4A中，其示意在提供的所述基板110上形成彩色膜层130。所述彩色膜层130包括多个第一彩色图案131、多个第二彩色图案133以及多个第三彩色图案135。所述第一彩色图案131、第二彩色图案133以及第三图案135之间具有部分重叠，该重叠部分形成所述遮光图案120，即所述遮光图案120可以是所述第一彩色图案131与第二彩色图案133之间的重叠部分，也可以是所述第一彩色图案131与所述第三彩色图案135之间的重叠部分，还可以使第二彩色图案133与所述第三彩色图案135之间的重叠部分，更可以是所述第一彩色图案131、所述第二彩色图案133以及第三彩色图案135之间的重叠部分。因此，在本实施方式中，所述遮光区域120完全由所述彩色膜层130形成，不需要制作如上述第一实施方式和第二实施方式中所述的黑色矩阵等专门的遮光区域，进而可有效地节省原材料以及制作工艺，以提高生产效率和降低生产成本，更进一步地提高彩色滤光片生产厂商的企业竞争力。

在图4B中，其示意在所述彩色膜层上形成保护层150。所述保护层150的结构和材料与所述第一较佳实施方式和第二较佳实施方式中的保护层150一样。

请参阅图5，其为第一较佳实施方式的彩色滤光片的制造方法流程示意图。所述彩色滤光片的制造方法包括下列步骤：

步骤S201：提供一基板。所述基板包括但不限于玻璃基板或树脂基板。

步骤S203：在所述基板上形成一遮光图案，且由所述遮光图案定义出多个第一间隔区域。所述遮光图案为黑色矩阵，其通过光刻工艺形成于所述基板上。该黑色矩阵的材料可以是但不限于黑色树脂、金属铬或氧化铬、或上述各材料的混合物。

步骤S205：在所述第一间隔区域所在的基板上形成彩色膜层。所述彩色膜层与所述遮光图案之间具有部分重叠，且所述彩色膜层包括多个第一彩色图案、多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案。所述多个第一彩色图案通过一次光刻工艺形成于所述第一间隔区域所在的基板上，类似地，所述多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案亦通过光刻工艺形成于所述第一间隔区域所在的基板上，且所述多个第一彩色图案、多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案与所述遮光图案之间具有部分重叠，以防止彩色滤光板漏光。所述彩色膜层形成于所述第一间隔区域所在的基板上需要经历三次光刻工艺。

步骤S207：在所述遮光图案和所述彩色膜层之上形成包括导电材料的保护层。所述保护层可以使所述彩色滤光片的表面更平整，并保护所述遮光区域120和所述彩色膜层130。同时由于其包括导电材料，其可进一步作为公共电极使用，以节省制作所述ITO导电层的工艺。

所述保护层还包括保护材料，所述保护材料可以是但不限于丙烯酸树脂。所述导电材料可以是具有导电功能的纳米材料如纳米银或纳米铜，也可以是透明导电氧化物粉末如氧化锌或氧化铟锡等。所述导电材料通过溶剂分散工艺与保护材料混合，并通过涂布工艺形成于所述彩色膜层和所述遮光区域之上。在其它实施方式中，所述保护层150还可以包括光刻材料，所述光刻材料便于通过光刻工艺使所述保护层150形成图案。

请参阅图6，其为第二较佳实施方式的彩色滤光片的制造方法流程示意图。所述彩色滤光片的制造方法包括下列步骤：

步骤S301：提供一基板。所述基板包括但不限于玻璃基板或树脂基板。

步骤S303：在所述基板上形成彩色膜层，且由所述彩色膜层定义出多个第二间隔区域。所述彩色膜层包括多个第一彩色图案、多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案。所述多个第一彩色图案、多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案可以但不限于呈矩阵方式设置于所述基板上，且所述多个第一彩色图案隔着所述第二间隔区域成行或成列形成于所述基板上，类似地，所述多个第二彩色图案以及所述多个第三彩色图案亦隔着所述第二间隔区域成行或成列形成于所述基板上。所述成行或成列的第一彩色图案、第二彩色图案、第三彩色图案依次隔着所述第二间隔区域排列。

所述多个第一彩色图案通过一次光刻工艺形成于所述基板上，类似地，所述多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案亦通过光刻工艺形成于所述基板上，即所述彩色膜层形成于所述基板上需要经历三次光刻工艺。

步骤S305：在所述第二间隔区域所在的基板上形成遮光图案。所述遮光图案为黑色矩阵，其通过光刻工艺形成于所述第二间隔区域所在的基板上，且所述遮光图案与所述彩色膜层之间具有部分重叠，以使所述基板完全被所述彩色膜层和所述遮光区域所覆盖，防止所述彩色滤光片出现漏光现象。

步骤S307：在所述遮光图案和所述彩色膜层之上形成包括导电材料的保护层。所述保护层可以使所述彩色滤光片的表面更平整，并保护所述遮光区域120和所述彩色膜层130。同时由于其包括导电材料，其可进一步作为公共电极使用，以节省制作所述ITO导电层的工艺。

所述保护层还包括保护材料，所述保护材料可以是但不限于丙烯酸树脂。所述导电材料可以是具有导电功能的纳米材料如纳米银或纳米铜，也可以是透明导电氧化物粉末如氧化锌或氧化铟锡等。所述导电材料通过溶剂分散工艺与保护材料混合，并通过涂布工艺形成于所述彩色膜层和所述遮光区域之上。在其它实施方式中，所述保护层还可以包括光刻材料，所述光刻材料便于通过光刻工艺使所述保护层形成图案。

请参阅图7，其为第三较佳实施方式的彩色滤光片的制造方法流程示意图。所述彩色滤光片的制造方法包括下列步骤：

步骤S401：提供一基板。所述基板包括但不限于玻璃基板或树脂基板。

步骤S403：在所述基板上形成包括多种彩色图案的彩色膜层，所述多钟彩色图案之间具有部分重叠，以形成遮光区域。所述彩色膜层包括多个第一彩色图案、多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案。所述第一彩色图案、第二彩色图案以及第三图案之间具有部分重叠，该重叠部分形成所述遮光图案，即所述遮光图案可以是所述第一彩色图案与第二彩色图案之间的重叠部分，也可以是所述第一彩色图案与所述第三彩色图案之间的重叠部分，还可以使第二彩色图案与所述第三彩色图案之间的重叠部分，更可以是第一彩色图案、所述第二彩色图案以及第三彩色图案之间的重叠部分。因此，在本实施方式中，所述遮光区域完全由所述彩色膜层形成，不需要制作如上述第一实施方式和第二实施方式中所述的黑色矩阵等专门的遮光区域，进而可有效地节省原材料以及制作工艺，以提高生产效率和降低生产成本，更进一步地提高彩色滤光片生产厂商的企业竞争力。

所述多个第一彩色图案通过一次光刻工艺形成于所述基板上，类似地，所述多个第二彩色图案以及多个第三彩色图案亦通过光刻工艺形成于所述基板上，即所述彩色膜层形成于所述基板上需要经历三次光刻工艺。

步骤S405：在所述遮光图案和所述彩色膜层之上形成包括导电材料的保护层。所述保护层可以使所述彩色滤光片的表面更平整，并保护所述遮光区域120和所述彩色膜层130。同时由于其包括导电材料，其可进一步作为公共电极使用，以节省制作所述ITO导电层的工艺。所述保护层还包括保护材料，所述保护材料可以是但不限于丙烯酸树脂。所述导电材料可以是具有导电功能的纳米材料如纳米银或纳米铜，也可以是透明导电氧化物粉末如氧化锌或氧化铟锡等。所述导电材料通过溶剂分散工艺与保护材料混合。并通过涂布工艺形成于所述彩色膜层和所述遮光区域之上。在其它实施方式中，所述保护层还可以包括光刻材料，所述光刻材料便于通过光刻工艺使所述保护层形成图案。

Claims (10)

1.一种彩色滤光片，包括基板、遮光区域、彩色膜层和保护层，其特征在于：所述保护层中包括导电材料，并所述保护层作为所述彩色滤光片的公共电极使用。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：所述遮光区域形成于所述基板上，并在所述基板上形成多个第一间隔区域；所述彩色膜层形成于所述第一间隔区域所在的基板上，所述保护层形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：所述彩色膜层形成于所述基板上，所述彩色膜层包括多种彩色图案，所述多种彩色图案之间具有部分重叠，该重叠部分形成所述遮光区域；所述保护层形成于所述彩色膜层和所述遮光区域上。

4.如权利要求2或3所述的彩色滤光片，其特征在于：所述保护层通过涂布工艺形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：所述保护层还包括保护材料，所述导电材料至少包括具有导电功能的纳米材料或透明导电氧化物粉末之一，其通过溶剂分散工艺与保护材料混合。

6.一种彩色滤光片的制造方法，包括如下步骤：

提供一形成有彩色膜层和遮光区域的基板；

在所述彩色膜层和遮光区域上形成一包括导电材料的保护层。

7.如权利要求6所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述遮光区域形成于所述基板上，并在所述基板上形成多个第一间隔区域；所述彩色膜层形成于所述第一间隔区域所在的基板上，所述保护层形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

8.如权利要求6所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述彩色膜层形成于所述基板上，所述彩色膜层包括多种彩色图案，所述多种彩色图案之间具有部分重叠，该重叠部分形成所述遮光区域；所述保护层形成于所述彩色膜层和所述遮光区域上。

9.如权利要求7或8所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述保护层通过涂布工艺形成于所述遮光区域和所述彩色膜层上。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片的制造方法，其特征在于：所述保护层还包括保护材料，所述导电材料至少包括具有导电功能的纳米材料或透明导电氧化物粉末之一，其通过溶剂分散工艺与所述保护材料混合。

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